Měření napětí horninového masivu

ÚG AV je jediným pracovištěm v ČR, které provádí měření napětí horninového masivu v podzemních podmínkách.

Cena je dána rozsahem a odborností řešené problematiky.

Navázaná spolupráce/partnerství  v oblasti VaV  s podniky a průmyslovou sférou a reference:

  • OKD, a.s. – Měření napětí v podmínkách důlních podniků české části hornoslezské uhelné pánve
  • Diamo, s.p., GEAM, o.z. – Měření napětí a geotechnický průzkum v podmínkách uranového ložiska Dolní Rožínka

Metoda hydraulického štěpení stěn vrtu

Měření je založeno na předpokladu, že v určitý okamžik experimentu se dostává do rovnováhy tlak media ve vrtu otevírající trhlinu a napětí v hornině, snažící se trhlinu uzavřít (Baumgartner & Rummel 1989). Tento tlak se pak považuje roven napětí působícímu po normále k vytvořené rovině trhliny. Zjištění orientace trhliny v prostoru se provádí pomocí otiskové sondy zavedené do vrtu.

Na základě vyhodnocení tlakových záznamů jsou vypočteny a stanoveny maximální a minimální hlavní horizontální napětí a na základě otisku vytvořené trhliny je určen směr maximálního horizontálního napětí.

Podmínkou pro nasazení metody je dostatečně nepropustné prostředí schopné křehkého lomu pro vytvoření jednotlivé trhliny. Měření jsou realizována ve vrtech průměru 76 mm. Při realizaci měření napětí bylo postupováno v souladu s metodikou Mezinárodní společnosti pro mechaniku hornin (Ulusay & Hudson et al. 2007).

Metoda kuželových tenzometrických sond

Technika je založena na sledování deformací kuželově tvarovaného dna vrtu. Kuželová plocha umožňuje umístění dostatečného počtu jednotlivých směrově nezávislých deformačních snímačů. Na základě teoretického rozložení napětí v okolí kuželového dna vrtu a ze změřené deformační reakce horniny na změnu napětí v místě snímačů lze pak rekonstruovat celý napěťový tenzor. Měřící sonda je vlepena do čelby vrtu upravené do kuželové plochy. Zařízení je k dispozici ve dvou modifikacích umožňujících:

  • změřit kompletní tenzor napěťového pole v místě instalace sondy –varianta CCBO (Compact Conical ended Borehole Overcoring),

nebo

  • monitorovat napěťové změny v místě instalace sondy, např. indukované hornickými aktivitami, vztažené k napěťovému stavu v době instalace – varianta CCBM (Compact Conical ended Borehole Monitoring).

V prvém případě (CCBO) je deformační reakce vyvolána obvrtáním jádra s instalovanou sondou. Ve druhém případě (CCBM) je fáze overcoringu vynechána, měřicí místo je využíváno opakovaně, jelikož deformační reakce na kuželovém dně vrtu jsou vyvolány až po instalaci dodatečnou změnovou složkou napěťového pole, indukovanou změnami např. geomechanické situace.

Obě varianty měření byly úspěšně vyzkoušeny v praxi i na několika lokalitách v české části hornoslezské pánve i na uranovém ložisku Dolní Rožínka.

Vyvinuté zařízení je konstruováno do vrtů o průměru 76 mm. Instalace je ověřena do ukloněných  (i svislých) dovrchních vrtů. Instalační polohy vyžadují jemnozrnné kompaktní horniny bez trhlin a nehomogenit v oblasti měřicího kužele. Zároveň je nezbytné z oblasti instalace sondy odebrat vzorek horniny-jádro pro určení E a Poissonova čísla.

Kontakt:

Ústav geoniky AV ČR, v.v.i.
Studentská 1768
708 00 Ostrava Poruba

Tel: +420 596 979 111
Fax: +420 596 919 452

http://www.ugn.cas.cz
E-mail: geonics@ugn.cas.cz

Komentáře nejsou povoleny.